Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота №7
Електробезпека
Мета роботи
Вивчити нормативні документи по забезпеченню електробезпеки персоналу на підприємстві, методи визначення ефективності захисних мір і розрахунки засобів захисту.
Зміст роботи
1 Вивчити методи оцінки ефективності захисних мір, які застосовуються в електроустановках.
2 Ознайомитись з умовами виникнення крокових напруг і методами захисту персоналу від небезпечних дій.
3 Засвоїти методику розрахунку захисних засобів попереджуючих ураження персоналу електричним струмом.
Загальні відомості
Згідно ГОСТ 12.1.009–76 “Электробезопасность. Основные понятия и определения.”:
Електробезпека – це система організаційних заходів та засобів, спрямованих на захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електро-магнітного поля, статичної та атмосферної електрики.
Основними нормативними документами з електробезпеки є:
Дія електричного струму на людину
Електричний струм, проходячи через тіло людини, зумовлює термічну, електролітичну та біологічну дію.
Термічна дія струму проявляється через опіки окремих ділянок тіла, нагрівання до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, котрі знаходяться на шляху струму, що викликає в них суттєві функціональні розлади.
Електролітична дія струму характеризується розкладом органічної рідини, в тому числі і крові, що супроводжується значними порушеннями їх фізико-хімічного складу.
Біологічна дія струму проявляється через подразнення та збудження живих тканин організму, а також через порушення внутрішніх біологічних процесів, що відбуваються в організмі і котрі тісно пов'язані з його життєвими функціями.
Характер впливу електричного струму на організм людини, а відтак і наслідки ураження, залежать від цілої низки чинників, які умовно можна підрозділити на чинники електричного (сила струму, напруга, опір тіла людини, вид та частота струму) та неелектричного характеру (тривалість дії струму, шлях проходження струму через тіло людини, індивідуальні особливості людини, умови навколишнього середовища тощо).
Реакція людського організму на проходження електричного струму через тіло людини залежить від величини сили струму. Розрізняють три основні порогові значення сили струму:
Постійний струм приблизно в 4-5 разів безпечніший за змінний. Це пов’язано з тим, що постійний струм у порівнянні зі змінним промислової частоти такого ж значення викликає більш слабші скорочення м’язів та менш неприємні відчуття.
Опір тіла людини змінюється в широких межах в залежності від стану шкіри і центральної нервової системи. З збільшенням величини і часу протікання струму він зменшується. При сухій непошкодженій шкірі опір може досягати 10-100 кОм. При розрахунках опір тіла людини приймається рівним 1000 Ом.
Захист від ураження електричним струмом
Безпечність експлуатації при нормальному режимі роботи електрообладнання забезпечується наступними захисними заходами і засобами:
Електрична ізоляція – це шар діелектрика або конструкція, виконана з діелектрика, котрим вкривається поверхня струмоведучих частин, або котрим струмоведучі частини відділяються одна від одної. Ізоляція запобігає протіканню струмів через неї завдяки великому опору.
В електроустановках застосовуються наступні види ізоляції (ГОСТ12.1.009–76):
робоча ізоляція - електрична ізоляція струмоведучих частин, що забезпечує нормальну роботу електроустановки і захист від ураження електричним струмом;
додаткова ізоляція — ізоляція, яка передбачена додатково до робочої ізоляції для захисту від ураження електричним струмом у випадку ушкодження робочої ізоляції;
подвійна ізоляція – ізоляція, що складається з робочої і додаткової. Область застосування подвійної ізоляції – електроустановки невеликої потужності. З подвійною ізоляцією виготовляють апаратуру електропроводок (розподільчі коробки, вимикачі, розетки, вилки, патрони ламп розжарення), переносні світильники, електровимірювальні прилади, електрифіковані ручні інструменти (електрична дрель з пластмасовим корпусом, дискова пилка, рубанок тощо).
посилена ізоляція – поліпшена робоча, що забезпечує таку ж ступінь захисту, як і подвійна.
Заземлення це навмисне електричне з’єднання із землею або з її еквівалентом металевих елементів електрообладнання, які можуть випадково бути під напругою.
Заземлення буває: захисним, робочим, блискавковідвідним.
Робоче заземлення - навмисне з'єднання із землею окремих точок електричної мережі (нейтральної точки фазного проводу) для забезпечення дії електроустановки в нормальних або аварійних умовах роботи.
Заземлення блискавкозахисту - навмисне з'єднання із землею блискавкосприймачів і розрядників з метою відведення від них струму блискавки в землю.
Захисне заземлення — навмисне електричне з'єднання із землею або з її еквівалентом металевих частин обладнання, що не знаходяться під напругою, а можуть опинитися під напругою, внаслідок порушення ізоляції електроустановки в результаті аварії або поломки.
Еквівалентом землі може бути вода річки або моря, кам'яне вугілля в кар'єрному заляганні і т.п.
Призначення захисного заземлення - усунення небезпеки ураження людей електричним струмом при появі напруги на конструктивних частинах електрообладнання, тобто при замиканні на корпус.
Захисному заземленню підлягають металеві неструмоведучі частини обладнання, котрі через несправність ізоляції можуть опинитись під напругою і до котрих можливий дотик людей або тварин. При цьому в приміщеннях з підвищеною небезпекою та в особливо небезпечних за умовами ураження струмом, а також в зовнішніх установках заземлення обов'язкове при номінальній напрузі електроустановки понад 42 В змінного і понад 110 В постійного струму, а в приміщеннях без підвищеної небезпеки — при напрузі 380 В та вище змінного струму; 440 В і вище — постійного струму.
У вибухонебезпечних приміщеннях заземленню підлягає все обладнання незалежно від прикладеної напруги.
Заземленню не підлягають корпуси електрообладнання апаратів та електромонтажних конструкцій, встановлені на заземлених металевих конструкціях, розподільних пристроях, в щитах, шафах, на станинах верстатів, машин і механізмів, за умови надійного електричного контакту з заземленою основою, арматура ізоляторів всіх типів, відтяжки, кронштейни та освітлювальна арматура при встановленні їх на дерев'яних опорах повітряних ліній електропередач або на дерев'яних конструкціях відкритих підстанцій.
Заземлювальний пристрій — це сукупність конструктивно об'єднаних заземлювальних провідників та заземлювача.
Заземляючі пристрої бувають двох типів: виносні або зосереджені і контурні або розподілені.
Виносний (зосереджений) заземляючий пристрій (див. рис. 1а) характеризується тим, що заземлювач його винесений за межі майданчика, на якому розміщено обладнання, що заземляється, або зосереджений на деякій частині цього майданчика. Таке заземлення застосовується в місцях з високим питомим опором землі.
З'єднання заземлювача з установкою здійснюється повітряною або кабельною лінією. Недолік цього виду заземлення полягає у віддаленості його від електрообладнання, що захищається, у зв'язку з чим виносне заземлення застосовується лише в мережах з малими струмами замикання на землю і, зокрема, в установках напругою до 1000 В.
У контурному (розподіленому) заземляючому пристрої одиночні заземлювачі розміщують по контуру (периметру) майданчика, на якому знаходиться обладнання, що заземляється, або розподіляють на всьому майданчику (зоні обслуговування обладнання) рівномірно.
На рис. 1б представлена схема контурного заземлення.
Рисунок 1 – Виносне (а) та контурне (б) заземлення:
1 – заземлювачі; 2 – заземлювальні провідники; 3 – обладнання.
Заземлювач — це сукупність з'єднаних провідників, котрі перебувають в контакті з землею або з її еквівалентом.
Розрізняють заземлювачі штучні, призначені виключно для заземлення, і природні — металеві предмети, котрі знаходяться в землі і використовуються для інших цілей.
Як природні заземлювачі можуть бути використані:
1) металеві і залізобетонні конструкції будівель і споруд, що знаходяться в з’єднанні із землею, в тому числі залізобетонні фундаменти будівель і споруд, що мають захисні гідроізоляційні покриття в неагресивних, слабоагресивних і средньоагресивних середовищах;
2) металеві труби водопроводу, які прокладені в землі;
3) обсадні труби бурових свердловин;
4) рейкові колії магістральних неелектрифікованих залізничних доріг і під'їзні шляхи за наявності навмисного влаштування перемичок між рейками;
5) інші металеві конструкції, що знаходяться в землі, і споруди;
6) металеві оболонки броньованих кабелів, прокладених в землі. Оболонки кабелів можуть служити єдиним заземлювачем при кількості кабелів не менше двох.
Алюмінієві оболонки кабелів використовувати як заземлювачі не допускається.
Не допускається використовувати як природні заземллювачі трубопроводи горючих рідин, горючих або вибухонебезпечних газів і сумішей, трубопроводів каналізації і центрального опалювання. Не слід використовувати як заземлювачі залізобетонні конструкції будівель і споруд, арматура яких знаходиться під напругою, проте це обмеження не поширюється на опори повітряних ліній (ПЛ).
Недоліком цього виду заземлювачів є доступність їх не електротехнічному персоналу і можливість порушення цілісності їх з'єднання.
Для штучних заземлювачів найбільш часто застосовуються вертикальні (стержневі) і горизонтальні (смугові) електроди, а також інші види заземлювачів (див. табл. 7.2). Вони можуть використовуватись як одиничні, так і об'єднані в групи. Приклад розміщення електродів групового заземлювача показаний на рис. 2.
Штучні заземлювачі можуть бути з чорної або оцинкованої сталі або мідними.
Штучні заземлювачі не повинні бути фарбованими.
Матеріал і найменші розміри заземлювачів повинні відповідати нормам приведеним в табл. 7.1.
Рисунок 2 – Способи розміщення електродів групового заземлювача (вид в плані):
а) вертикальні електроди розміщені в ряд;
б) вертикальні електроди розміщені по контуру;
в) горизонтальні електроди покладені паралельно на однаковій глибині.
Заземлювальний провідник — це провідник, котрий з’єднує заземлювальні об'єкти з заземлювачем. Якщо заземлювальний провідник має два або більше відгалужень, то він називається магістраллю заземлення.
Як заземляючі провідники застосовуються: смугова сталь, кругла сталь і т.п.
Як смугові заземлювачі зазвичай застосовується сталева смуга завтовшки 4 мм і більше, перерізом не менше 48 мм2.
Не рекомендується застосування мідних провідників перерізом більше 25 мм2, алюмінієвих - більше 35 мм2 і сталевих - більше 120 мм2.
Прокладати заземлювальні провідники, які з’єднують обладнання або конструкцію до заземлювача, слід на глибині не менше 0,3м. В скелястих структурах допускається прокладати горизонтальні заземлювачі на меншій глибині, але не менше ніж 0,15 м.
З’єднання заземлювачів з з’єднувальною смугою, смуг між заземлювачами, магістральних і індивідуальних шин проводиться за допомогою зварки чи пайки.
В місцях вводу заземлюючих провідників в будинки повинен бути передбачений розпізнавальний знак .
Не слід розташовувати (використовувати) заземлювачі в місцях, де земля підсушується під дією тепла трубопроводів, а також в місцях де можливе пропитування грунту нафтою, маслами і т.п.
Згідно з вимогами Правил улаштування електроустановок опір захисного заземлення в будь-яку пору року не повинен перевищувати:
— 4 Ом — в установках напругою до 1000 В, якщо потужність джерела струму (генератора або трансформатора) більше 100 кВА;
— 10 Ом — в установках напругою до 1000 В, якщо потужність джерела струму (генератора або трансформатора) менше 100 кВА;
— 0,5 Ом — в установках напругою понад 1000 В з ефективною заземленою нейтраллю;
—250/Із, але не більше 10 Ом — в установках напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю; якщо заземлювальний пристрій одночасно використовують для електроустановок напругою до 1000 В, то опір заземлювального пристрою не повинен перевищувати 125/Із, але не більше 10 Ом (або 4 Ом, якщо це вимагається для установок до 1000 В). Тут Із — струм замикання на землю, А.
Метою розрахунку захисного заземлення – є визначення кількості електродів заземлювача та заземлювальних провідників, їх розмірів і схеми розміщення в землі, при яких опір заземляючого пристрою б не перевищував допустимих значень.
Величина опору заземлювача визначається його геометричними розмірами і питомим опором грунту. Питомий опір грунту ( ) залежить від характеру грунту, а також від пори року.
У табл. 7.2 приведені формули для визначення опора розтікання струму з одиничного штучного заземлювача.
У табл. 7.3 приведені значення питомого опору грунту.
Питомий опір різних шарів грунту і разом з ним опір заземлювачів, які знаходяться в цих грунтах, суттєво залежить від характеру і будови шарів, вмісту вологи і розчинних речовин, від температури, вологості грунту, тому опір заземлювачів, розташованих на поверхні землі (смуг, металевих оболонок кабелів), має значні коливання протягом року.
До меншого впливу схильні вертикальні заземлювачі (стержні, труби, кутова сталь), заглиблені в землю на глибину 3-5 м і більше. Найбільший опір мають заземлювачі в зимовий час при промерзанні землі і в засушливий час - при висиханні.
Промерзання або висихання землі враховується відповідними сезонними коефіцієнтами.
У табл. 7.4 та 7.5 приведені значення цих коефіцієнтів для вертикальних і горизонтальних електродів в різних кліматичних зонах.
Дані відносяться до нормальної вологості грунту.
Опір розтікання вертикальних заземлювачів зменшується із збільшенням їх довжини, причому збільшення довжини понад 3 м не дає помітного зменшення опору розтіканню. Тому заземлювачі завдовжки більше 3 м доцільно закладати лише в тих випадках, коли на великій глибині питомий опір землі знижується.
Незначний вплив на зниження опору заземлення робить і збільшення діаметру заземлювача. Практично рекомендується застосовувати трубчасті заземлювачі діаметром 35-60 мм.
Для смугових заземлювачів ширина і товщина смуги також мало впливають на величину опору розтіканню. В основному опір розтіканню смугового заземлювача залежить від довжини. Тому переріз заземлювачів вибирають по механічній міцності і термічній стійкості.
Для вертикальних заземлювачів рекомендується кутова сталь 50x50 і 60x60 довжиною 2,5 – 3 м, стержні діаметром 12 - 14 мм, довжиною 5 м. Еквівалентний діаметр кутника = 0,95b, де b - ширина сторін кутника.
Для того, щоб зменшити коливання величин опору заземлювачів, пов'язаних із зміною температури, вони розташовуються нижче за рівень землі не менше ніж на 0,5-0,8 м.
Щоб добитися потрібної правилами провідності заземляючого пристрою, застосовують складні заземлювачі, що складаються з великого числа одиночних заземлювачів, з'єднаних металевою смугою.
У складному заземлювачі поля струмів, що стікають з одиничних заземлювачів, накладаються один на одного. Накладення полів збільшує опір розтіканню струму з кожного заземлювача за рахунок взаємного екранування. Тому провідність складного заземлювача менше суми провідності окремо взятих в такій же кількості одиночних заземлювачів.
При визначенні необхідного числа заземлювачів вплив їх один на одного враховується введенням в розрахунок коефіцієнта використання заземлювачів . Величина цього коефіцієнта залежить від форми заземлювачів, їх числа і взаємного розташування (табл. 7.6).
Для зменшення впливу екранування відстань між вертикально забитими заземлювачами рекомендується брати, виходячи з відношення а/l =1; 2; 3, також необхідно враховувати, що відстань між вертикальними заземлювачами повинна бути не менше за їх довжину.
Після орієнтовного розрахунку кількості заземлювачів визначається значення опору складного заземлювача, що складається з штучних заземлювачів (без урахування впливу сполучної смуги).
У випадку, якщо орієнтовний опір заземлення значно менше гранично допустимого, проводиться повторний розрахунок (коректування числа заземлювачів і їх взаємного розташування, розрахунок опору заземлення складного заземлювача) з метою запобігання невиправдано великих економічних затрат на спорудження заземляючого пристрою.
Струм, розтікаючись у ґрунті створює на його поверхні потенціали. Оскільки заземлювач може мати різні розміри і форму, то закон розподілу потенціалів визначається складною залежністю. Людина, що стоїть на землі чи на струмопровідній підлозі в зоні розтікання струму і доторкається при цьому до заземлених струмопровідних частин, опиняється під напругою дотику. Якщо ж людина стоїть чи проходить через зону розтікання то вона може опинитися під напругою кроку, коли її ноги знаходяться в точках з різними потенціалами. В обох випадках можливе ураження людини електричним струмом.
Напруга кроку – напруга між двома точками ланцюга струму, які знаходяться одна від одної на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина.
При цьому довжина кроку "а" приймається рівною 0,8 м.
Напруга кроку в одиничному заземлювачі визначається відрізком АВ (рис.2), довжина якого залежить від форми потенційної кривої, тобто від типу заземлювача і питомого опору грунту і змінюється від деякого максимального значення до нуля із зміною відстані від заземлювача.
Рисунок 3 - Крокова напруга при одиничному заземлювачі
Напруга кроку максимальна біля заземлення і зменшується в міру віддалення від нього. Поза полем розтікання (x більш 20 м) вона дорівнює нулеві, а також у випадку, якщо обидві ноги людини знаходяться на еквіпотенціальній лінії. Напруга кроку також збільшується зі збільшенням ширини кроку.
Напругою дотику (Uдот) називається напруга між двома точками ланцюга струму, яких одночасно торкається людина.
Рисунок 4 – Напруга дотику при одиночному заземлювачі
1- потенційної кривої; 2- крива, що характеризує зміну при Х (відстань від заземлювача).
Якщо людина стоїть над заземлювачем то напруга доторкання дорівнює нулю, оскільки, потенціали рук та ніг однакові і дорівнюють потенціалу корпусів (напрузі замикання). При віддаленні від заземлювача напруга доторкання зростає.
Занулення — це навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих не струмоведучих частин, котрі можуть опинитися під напругою.
Занулення використовують в електроустановках, що живляться від мереж з напругою до 1000В з глухозаземленою нейтраллю трансформатора. В разі занулення замикання на корпус електрообладнання перетворюється в однофазне коротке замикання між фазою і нульовим провідниками.
Струм великої сили, котрий виникає при короткому замиканні, забезпечує швидке вимкнення від мережі пошкодженого обладнання за рахунок перегорання запобіжників або спрацювання автоматичного вимикача, що й потрібно з огляду на електробезпеку.
Схема занулення (рис. 5) вміщує такі елементи: нульовий провід живлячої мережі, заземлення нейтралі джерела живлення (робоче заземлення R0) і повторне заземлення нульового провода Rд. Нульовий провід в схемі занулення служить для перетворення замикання на корпус в однофазне коротке замикання, що спричиняє спрацюванню пристрою максимального струмового захисту.
Рисунок 5 – Схема захисного занулення
1 – електрообладнання, 2 – апарат захисту від струмів короткого замикання
Основним недоліком системи занулення є сповільнена дія вимикаючих апаратів.
Перерізи провідників занулення повинні вибиратися таким чином, щоб при замиканні на корпус виникав струм короткого замикання, що перевищує номінальний струм пристрою максимального струмового захисту:
IКЗ IНОМ * К,
де К – коефіцієнт надійності,
К = 3 – при захисті плавкими запобіжниками; К = 1,4 для автоматів до 100А і К = 1,25 – для інших автоматів; К = 6 – при захисті автоматами у вибухонебезпечних установках.
Розрахунок занулення складається з трьох частин: розрахунку на вимикаючу спроможність; визначення максимальної напруги корпусу обладнання відносно землі при замиканні на корпус; а також розрахунку заземлення нейтралі трансформатора і повторного заземлення нульового проводу.
Захисні заземлення і занулення мають істотні недоліки:
Цих недоліків не має захисне вимкнення.
Захисне вимкнення – це система захисту, яка автоматично вимикає електрообладнання при виникненні небезпеки ураження людини електрострумом.
Така небезпека виникає:
Основними частинами пристроїв захисного вимкнення є прилад захисного вимкнення і автоматичний вимикач. Прилад складається з елементів, які реагують на зміни певного параметра електричного кола, а саме:
При спрацюванні приладу виконавчий механізм автоматично вимикає силове коло живлення електрообладнання. В мережах до 1000В в якості автоматичного вимикача застосовують:
Вимкнення пошкодженої установки відбувається протягом 0,2…0,25 секунди. Пристрої захисного вимкнення використовуються в підземному електрообладнанні, в пересувних електроустановках, що працюють на високоомних грунтах, при використанні ручного електроінструменту.
Захисне вимкнення рекомендується застосовувати в якості основного або допоміжного захисного засобу, якщо безпека не може бути забезпечена шляхом влаштування заземлення або з економічних міркувань.
Розрахунок захисного заземлення
Розрахунок захисного заземлення проводиться методами:
Вихідними даними для розрахунку заземлення є: характеристика обладнання (тип, вид обладнання, робоча напруга, сумарна потужність генераторів чи трансформаторів, які живлять дану мережу, режим нейтралі обладнання), вид грунту, план електроустановки з вказанням розмірів і розміщення заземлюємого обладнання, характеристика природних заземлювачів.
Розрахунок захисного заземлення методом коефіцієнта використання заземлювачів проводиться в наступному порядку:
1. Визначається допустимий опір заземляючого пристрою Rдоп. При поєднанні заземляючих пристроїв різних напруг застосовується менша з необхідних величин опорів.
2. Вибирається:
- тип заземлюваного пристрою: а) виносний, б) контурний;
- розташування електродів (в ґрунті чи біля поверхні);
- геометричні розміри та матеріал електродів.
3. Визначається розрахункове значення питомого опору ґрунту з врахуванням кліматичних зон, типу електрода і коефіцієнтів сезонності:
р = вим Кс К,
де вим – питомий опір ґрунту (табл. 7.3)
Кс – сезонний коефіцієнт ( табл. 7.4).
К (К1, К2, К3) – коефіцієнт, що враховує стан землі ( табл. 7.5);
К1 – якщо земля волога;
К2 – якщо нормальної вологості, часу вимірювання передувало випадання невеликої кількості опадів;
К3 – якщо земля суха (кількість опадів нижча за норму).
4. Визначається опір одиничного штучного електроду R (табл. 7.2)
Відповідно до вимоги ПУЭ опір заземляючого пристрою (електроду) не повинен перевищувати гранично допустимого опору розтікання Rдоп (R ≤ Rдоп). Якщо ця умова не виконується розрахунок слід продовжити.
5. Визначаємо приблизну кількість необхідних штучних електродів
n* = R / Rдоп.
6. Визначаємо з табл. 7.6, 7.7 коефіцієнт використання заземлювачів , який враховує ефект екранування при вибраному значенні к = а/l,
де а - відстань між заземлювачами, м; l – довжина заземлювача, м.
к може бути вибраним рівним 1, 2 або 3.
7. Визначаємо кількість заземлювачів n з врахуванням за формулою
8. Визначаємо розрахунковий опір розтіканню струму з заземлювачів
9. Визначаємо довжину горизонтального заземлювача L, який з’єднує заземлювачі.
Для з’єднання штучних електродів між собою використовуються горизонтальні електроди – стальна полоса чи стержень.
Довжина горизонтальних електродів для умови комбінованого заземлення визначається за формулою:
- при розміщенні заземлювачів по контуру
- при розміщенні заземлювачів в ряд
10. Визначається опір горизонтального штучного електроду Rг (табл. 7.2)
11. Визначається коефіцієнт екранування (використання) горизонтальної з’єднувальної смуги ηг (за таблицею в залежності від розташування електродів, кількості електродів, відношення відстаней між електродами до їх довжини а/l ) по таблиці 7.7.
12. Визначається розрахунковий опір розтіканню струму з горизонтального електрода:
13. Визначається розрахунковий опір розтіканню струму з групового заземлювача:
14. Зробити висновок про відповідність опору розтікання струму з групового заземлювача ПУЭ та ПТБ.
Розрахунковий опір Rз зрівняти з максимально допустимим. Розрахунок виконано правильно, якщо виконується співвідношення Rз ≤ Rдоп. Якщо це співвідношення не виконується, то розрахунок необхідно провести знову змінивши (збільшивши) кількість заземлювачів.
Слід зауважити, що розрахунковий опір розтікання струму з пристрою не повинен бути значно менше Rдоп з метою запобігання невиправдано великих економічних затрат на спорудження заземляючого пристрою.
Округлення цифр в розрахунках приймається у бік запасу.
Зміст звіту
1. Схема заземляючого пристрою.
2. Розрахунок заземляючого пристрою згідно варіанту.
3. Висновки.
Рекомендована література
1. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – 6-е изд.,пере раб. и доп. – М.: Энергоатомиздат
2. Охрана труда в электроустановках / Под ред. Б.А.Князевского. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 376 с
3. Правила улаштування електроустановок. М., 1994 р.
Таблиця 7.1 – Найменші розміри заземлювачів і заземлювальних провідників, які прокладені в землі
|
Матеріал |
Профіль перерізу |
Діаметр, мм |
Площа поперечного перерізу, мм2 |
Товщина стінки, мм |
|
Сталь |
Круглий: |
|||
|
чорна |
для вертикальних заземлювачів; |
16 |
- |
- |
|
для горизонтальних заземлювачів |
10 |
- |
- |
|
|
Прямокутний |
- |
100 |
4 |
|
|
Кутовий |
- |
100 |
4 |
|
|
Трубний |
32 |
- |
3,5 |
|
|
Сталь |
Круглий: |
|||
|
оцинкована |
для вертикальних заземлювачів; |
12 |
- |
- |
|
для горизонтальних заземлювачів |
10 |
- |
- |
|
|
Прямокутний |
- |
75 |
3 |
|
|
Трубний |
25 |
- |
2 |
|
|
Мідь |
Круглий |
12 |
- |
- |
|
Прямокутний |
- |
50 |
2 |
|
|
Трубний |
20 |
- |
2 |
|
|
Канат багатопровідний |
1,8* |
35 |
||
|
* Діаметр кожного проводу. |
Таблиця 7.2 - Формули для розрахунку опору розтікання струму
|
Тип заземлювача |
Схема |
Формула |
Умови використання |
|
Стержневий круглого січення(трубчастий) або кутовий біля поверхні землі |
Для кутника шириною полиці b значення d=0,95b |
||
|
Стержневий круглого січення(трубчастий) або кутовий в землі |
Для кутника шириною полиці b значення d=0,95b Ld, t00,5м |
||
|
Заземлювач розміщений на поверхні землі (стержень, труба, полоса, кабель і т.д.) |
LdДля полоси шириною b значення d=0.5b |
||
|
Заземлювач розміщений в землі (стержень, труба, полоса, кабель і т.д.) |
Ld, L4t Для полоси шириною b значення d=0.5b |
||
|
Прямокутна пластина на поверхні землі |
a – менша, b – більша сторона пластини |
||
|
Пластинчастий в землі (пластина поставлена на ребро) |
2t0 а |
||
|
Кругла пластина на поверхні землі |
D – діаметр пластини |
||
|
Кругла пластина в землі |
2t0 D |
||
|
Кульовий в землі |
2tD |
||
|
Напівкульовий біля поверхні землі |
––– |
||
|
Кільцевий на поверхні землі |
Dd, Для полоси шириною b значення d=0.5b |
||
|
Кільцевий в землі |
Dd, D2t Для полоси шириною b значення d=0.5b |
||
|
Примітка. В формулах - питомий опір грунту, Омм. Всі розміри – в метрах, при цьому R буде виражено в омах. |
Таблиця 7.3 - Приблизні значення питомих електричних опорів різних ґрунтів та води , Омм
|
Грунт, вода |
Можливі межі коливань, |
При вологості 10—20% до маси ґрунту |
Рекомендоване значення для приблизних розрахунків |
|
Глина |
8—70 |
40 |
40 |
|
Суглинок |
40—150 |
100 |
100 |
|
Чорнозем |
9—53 |
20 |
20 |
|
Торф |
10—30 |
20 |
20 |
|
Садова земля |
30—60 |
40 |
40 |
|
Супісок |
150—400 |
300 |
300 |
|
Пісок |
400—700 |
700 |
700 |
|
Кам'янистий |
500—800 |
— |
— |
|
Скелястий |
104— 107 |
— |
— |
|
Вода: |
|||
|
морська |
0,2—1,0 |
— |
1,0 |
|
річкова |
10—100 |
80 |
|
|
водоймищ |
40—50 |
50 |
|
|
струмкова |
10—60 |
— |
60 |
|
ґрунтова |
20—70 |
50 |
Таблиця 7.4 – Признаки кліматичних зон і значення коефіцієнта сезонності Кс.
|
Характеристика кліматичної зони і тип використовуємих електродів |
Кліматичні зони |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Середня багатолітня нижча температура (січень), С |
-20 ÷ -15 |
-14 ÷ -10 |
-10 ÷ 0 |
0 ÷ +5 |
|
Середня багатолітня верхня температура (липень), С |
+16 ÷ +18 |
+18 ÷ +22 |
+22 ÷ +24 |
+24 ÷ +26 |
|
Середньорічна кількість опадів, см |
40 |
50 |
50 |
30 ÷ 50 |
|
Тривалість замерзання вод, дні |
170 ÷ 190 |
150 |
100 |
0 |
|
Значення коефіцієнта Кс при використанні вертикальних електродів довжиною 3 м і глибина закладання їх від вершини 0,7 – 0,8 м. |
1,65 |
1,45 |
1,3 |
1,1 |
|
Це ж при довжині електродів 5 м. |
1,35 |
1,25 |
1,15 |
1,1 |
|
Це ж при використанні горизонтальних електродів довжиною 10 м і глибина закладання їх від вершини 0,7 – 0,8 м. |
5,5 |
3,5 |
2,0 |
1,5 |
|
Це ж при довжині електродів 50 м. |
4,5 |
3,0 |
2,0 |
1,4 |
Таблиця 7.5 – Коефіцієнти до виміряних значень питомого опору землі, які враховують її стан під час вимірювання методом простого пробного електрода
|
Електрод |
Глибина закладання |
К1 |
К2 |
К3 |
|
Вертикальний |
||||
|
l = 3 м |
Верхній кінець на глибині 0,7 – 0,8 м. |
1,15 |
1 |
0,92 |
|
l = 5 м |
Верхній кінець на глибині 0,7 – 0,8 м. |
1,1 |
1 |
0,95 |
|
Горизонтальний |
||||
|
l = 10 м |
Верхній кінець на глибині 0,7 – 0,8 м. |
1,75 |
1 |
0,75 |
|
l = 50 м |
Верхній кінець на глибині 0,7 – 0,8 м. |
1,6 |
1 |
0,8 |
Таблиця 7.6 – Коефіцієнт використання вертикальних електродів без врахування смуги зв’язку
|
Кількість заземлювачів |
Відношення відстаней між електродами до їх довжини а/l при їх розташуванні |
|||||
|
В ряд |
По контуру |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
2 |
0,85 |
0,91 |
0,94 |
- |
- |
- |
|
3 |
0,78 |
0,87 |
0,91 |
- |
- |
- |
|
4 |
0,73 |
0,83 |
0,89 |
0,69 |
0,78 |
0,85 |
|
5 |
0,70 |
0,81 |
0,87 |
- |
- |
- |
|
6 |
0,65 |
0,77 |
0,85 |
0,61 |
0,73 |
0,80 |
|
10 |
0,59 |
0,74 |
0,81 |
0,56 |
0,68 |
0,76 |
|
15 |
0,54 |
0,70 |
0,78 |
- |
- |
- |
|
20 |
0,48 |
0,67 |
0,76 |
0,47 |
0,63 |
0,72 |
|
40 |
- |
- |
- |
0,41 |
0,58 |
0,66 |
|
60 |
- |
- |
- |
0,39 |
0,55 |
0,64 |
|
100 |
- |
- |
- |
0,36 |
0,52 |
0,62 |
Таблиця 7.7 – Коефіцієнт використання горизонтальних електродів ηг, які з’єднують вертикальні електроди
|
а/l |
|||||||||||||
|
2 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
100 |
|
|
При розташуванні електродів в ряд |
|||||||||||||
|
1 |
0,85 |
0,77 |
0,74 |
0,72 |
0,67 |
0,62 |
0,42 |
0,31 |
- |
0,21 |
- |
- |
- |
|
2 |
0,94 |
0,89 |
0,86 |
0,84 |
0,79 |
0,75 |
0,56 |
0,46 |
- |
0,36 |
- |
- |
- |
|
3 |
0,96 |
0,92 |
0,90 |
0,88 |
0,85 |
0,82 |
0,68 |
0,58 |
- |
0,49 |
- |
- |
- |
|
При розташуванні електродів по контуру |
|||||||||||||
|
1 |
- |
0,45 |
- |
0,40 |
0,36 |
0,34 |
0,27 |
0,24 |
0,22 |
0,21 |
0,20 |
0,20 |
0,19 |
|
2 |
- |
0,55 |
- |
0,48 |
0,43 |
0,40 |
0,32 |
0,30 |
0,29 |
0,28 |
0,27 |
0,26 |
0,23 |
|
3 |
- |
0,70 |
- |
0,64 |
0,60 |
0,56 |
0,45 |
0,41 |
0,39 |
0,37 |
0,36 |
0,35 |
0,33 |
Таблиця 7.8 – Коефіцієнт використання ηг паралельно вкладених горизонтальних стрічкових електродів групового заземлювача (ширина стрічки , глибина закладання , довжина кожної стрічки Lc, м)
|
Кількість паралельних стрічок, |
Відстань між паралельними стрічками, м |
||||
|
1 |
2,5 |
5,0 |
10,0 |
15,0 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
2 5 10 20 |
0,63 0,47 0,25 0,16 |
0,75 0,49 0,37 0,27 |
0,83 0,60 0,49 0,39 |
0,92 0,73 0,64 0,57 |
0,96 0,79 0,72 0,64 |
|
5 10 20 |
0,35 0,23 0,14 |
0,45 0,31 0,23 |
0,55 0,43 0,33 |
0,66 0,57 0,47 |
0,73 0,66 0,57 |
|
2 5 10 20 |
0,60 0,33 0,20 0,12 |
0,69 0,40 0,27 0,19 |
0,78 0,48 0,35 0,25 |
0,88 0,58 0,46 0,36 |
0,93 0,65 0,53 0,44 |
|
5 10 20 |
0,31 0,18 0,11 |
0,38 0,25 0,16 |
0,45 0,31 0,22 |
0,53 0,41 0,31 |
0,58 0,47 0,38 |
|
5 10 20 |
0,31 0,17 0,10 |
0,36 0,23 0,15 |
0,43 0,28 0,20 |
0,51 0,37 0,28 |
0,57 0,44 0,34 |
|
5 10 20 |
0,28 0,14 0,08 |
0,32 0,20 0,12 |
0,37 0,23 0,15 |
0,44 0,30 0,21 |
0,50 0,36 0,26 |
14